HospiVital. Contextualización
 |
Como parte do equipo médico de Hospivital, terás que avaliar a eficacia de dúas probas de diagnóstico que se están usando para unha nova enfermidade infecciosa. A vosa misión é determinar cal destas probas –a serolóxica ou a PCR– é máis efectiva para identificar correctamente os pacientes infectados e evitar falsos diagnósticos. No hospital, a toma de decisións rápidas e precisas é fundamental para tratar aos pacientes e evitar a propagación da enfermidade. Por iso, é moi importante comprender como funcionan as probas de diagnóstico e saber interpretar os seus resultados mediante o cálculo de sensibilidade e especificidade. Neste exercicio, axudaredes ao equipo médico de Hospivital a tomar decisións sobre cal é a mellor proba para utilizar en cada situación, aplicando os vosos coñecementos matemáticos. |
Métodos de diagnóstico de enfermidades infecciosas
Cando unha persoa está enferma, o médico precisa saber que patóxeno (un xermolo, como un virus ou unha bacteria) causa a enfermidade. Para iso, usa diferentes métodos de diagnóstico. Imos ver algúns dos máis importantes, con exemplos reais.
Cultivo microbiolóxico
Consiste en tomar unha mostra (como saliva ou sangue) e poñela nun medio axeitado para que o patóxeno medre. Despois, obsérvase ao microscopio.
Exemplo: Úsase para diagnosticar tuberculose (co cultivo de esputo) ou infeccións por estreptococos.
Probas serolóxicas
Estas probas buscan anticorpos no sangue. Os anticorpos son proteínas que o corpo fabrica para loitar contra os patóxenos. Se hai anticorpos, significa que a persoa tivo contacto co patóxeno.
Exemplo: O test ELISA para detectar VIH ou a proba de anticorpos para a hepatite B.
Probas de PCR (Reacción en Cadea da Polimerase)
Esta técnica busca o material xenético do patóxeno na mostra. Serve para detectar virus como o da COVID-19.
Exemplo: Probas PCR para o SARS-CoV-2 (COVID-19) ou para o virus da gripe.
Biosensores
Estes dispositivos identifican patóxenos rapidamente mediante reaccións químicas e biolóxicas. Poden detectar bacterias, virus ou toxinas en cuestión de minutos.
Exemplo: Biosensores para detectar bacterias como a Escherichia coli en alimentos ou biosensores para a malaria.
Chips de ADN
Son pequenos dispositivos que analizan o ADN ou ARN dun patóxeno. Permiten identificar rapidamente cal é o microorganismo causante da enfermidade.
Exemplo: Chips de ADN para identificar múltiples virus respiratorios ou para detectar mutacións no virus da gripe.
Anticorpos monoclonais
Son anticorpos que se crean en laboratorio para identificar con precisión certas sustancias, como patóxenos. Axudan a diagnosticar infeccións ou a detectar virus como o VIH.
Exemplo: Test rápidos para o VIH ou para detectar toxinas da bacteria Clostridium difficile, usando anticorpos monoclonais.
Probas de imaxe
Como radiografías ou ecografías, que axudan a ver o dano que o patóxeno causou no corpo.
Exemplo: Radiografías para observar os pulmóns en casos de pneumonía ou tuberculosis, ou ecografías para detectar abscesos causados por infeccións.
Nun hospital, a toma de decisións rápidas e precisas é fundamental para tratar aos pacientes e evitar a propagación da enfermidade. Por iso, é moi importante comprender como funcionan as probas de diagnóstico e saber interpretar os seus resultados mediante o cálculo de sensibilidade e especificidade.
Sensibilidade é a porcentaxe de persoas con enfermidade que a proba detecta correctamente. A sensibilidade axúdache a atopar a xente enferma que non podes deixar pasar.
Especificidade é a porcentaxe de persoas sen enfermidade que a proba detecta correctamente. A especificidade axúdache a evitar que persoas sas reciban un diagnóstico incorrecto.
Ambas son importantes, pero teñen funcións diferentes no diagnóstico.
Apoio visual
Sensibilidade VS Especifidade. Un exemplo para diferencialas.
Sensibilidade
Imos supoñer que traballas no hospital Hospivital e estás facendo unha proba de diagnóstico a un grupo de 100 persoas, das cales 20 teñen realmente a enfermidade. A sensibilidade mide a capacidade da proba para detectar a enfermidade nos pacientes que realmente están enfermos.
Se a proba ten unha sensibilidade do 90%, significa que detectará correctamente a enfermidade no 90% das persoas que están enfermas.
Neste caso, a proba atopará a enfermidade en 18 das 20 persoas que teñen a enfermidade (porque 90% de 20 é 18). As outras dúas persoas serán falsos negativos, é dicir, teñen a enfermidade pero a proba non a detecta.
A sensibilidade di como de ben a proba detecta aos enfermos.
Especificidade
Agora supoñamos que no mesmo grupo de 100 persoas, as outras 80 persoas non teñen a enfermidade.
A especificidade mide a capacidade da proba para identificar correctamente ás persoas sans, é dicir, para non dar un falso positivo.
Se a proba ten unha especificidade do 85%, significa que detectará correctamente que 85% das persoas que non teñen a enfermidade están sas.
Neste caso, a proba identificará correctamente a 68 das 80 persoas sans (porque 85% de 80 é 68).
As outras 12 persoas serán falsos positivos, é dicir, a proba dirá que teñen a enfermidade cando en realidade non a teñen.
A especificidade indica como de ben a proba identifica ás persoas sans.
Exercicio. As matemáticas aplicadas á bioloxía
Imos comparar dúas probas de diagnóstico diferentes, a proba serolóxica e a PCR, para unha determinada enfermidade infecciosa.
Supón que tes os seguintes datos recollidos dun grupo de 1.000 pacientes:
- A proba serolóxica ten unha sensibilidade do 90% e unha especificidade do 85%.
- A proba de PCR ten unha sensibilidade do 95% e unha especificidade do 98%.
- Sabemos que o 10% dos pacientes teñen realmente a enfermidade.
Lembra que:
Sensibilidade é a porcentaxe de persoas con enfermidade que a proba detecta correctamente.
Especificidade é a porcentaxe de persoas sen enfermidade que a proba detecta correctamente.
Preguntas:
Cuestión 1. Canta xente do grupo ten realmente a enfermidade?
Cuestión 2. Cantos casos positivos correctos (verdadeiros positivos) detectará a proba serolóxica?
Cuestión 3. Cantos casos negativos correctos (verdadeiros negativos) detectará a proba serolóxica?
Cuestión 4. Cantos casos positivos correctos detectará a proba de PCR?
Cuestión 5. Cantos casos negativos correctos detectará a proba de PCR?
Datos a calcular:
Verdadeiros positivos = Sensibilidade × Pacientes con enfermidade
Falsos negativos = Pacientes con enfermidade − Verdadeiros positivos
Verdadeiros negativos = Especificidade × Pacientes sen enfermidade
Falsos positivos = Pacientes sen enfermidade − Verdadeiros negativos
Solucións ao exercicio proposto
Canta xente do grupo ten realmente a enfermidade?
Sabemos que o 10% dos 1.000 pacientes teñen a enfermidade.
Calculamos que 1000× (10 / 100) =100
Polo tanto, 100 pacientes teñen a enfermidade.
Cantos casos positivos correctos (verdadeiros positivos) detectará a proba serolóxica?
Sabemos que : Verdadeiros positivos = Sensibilidade × Pacientes con enfermidade
A proba serolóxica ten unha sensibilidade do 90%, o que significa que detectará correctamente o 90% dos pacientes que teñen a enfermidade.
O cálculo para a proba serolóxica será 100×0.90 = 90
Polo tanto, a proba serolóxica identificará correctamente a enfermidade en 90 pacientes (verdadeiros positivos).
Cantos casos negativos correctos (verdadeiros negativos) detectará a proba serolóxica?
Sabemos que : Verdadeiros negativos = Especificidade × Pacientes sen enfermidade
Sabemos que 900 pacientes non teñen a enfermidade (1.000 menos os 100 que están infectados).
A proba serolóxica ten unha especificidade do 85%, o que significa que identificará correctamente o 85% das persoas que non están enfermas.
O cálculo para a proba serolóxica será 900×0.85 = 765
Polo tanto, a proba serolóxica identificará correctamente a 765 pacientes sans (verdadeiros negativos).
Cantos casos positivos correctos detectará a proba de PCR?
A proba PCR ten unha sensibilidade do 95%, o que significa que detectará correctamente o 95% dos pacientes que teñen a enfermidade.
Para a proba de PCR, o cálculo será 100×0.95= 95
Polo tanto, a proba PCR identificará correctamente a enfermidade en 95 pacientes (verdadeiros positivos).
Cantos casos negativos correctos detectará a proba de PCR?
Sabemos que hai 900 pacientes sen a enfermidade. A proba PCR ten unha especificidade do 98%, o que significa que identificará correctamente o 98% das persoas que non están enfermas.
Para a proba de PCR, o cálculo será 900×0.98 =882
Polo tanto, a proba PCR identificará correctamente a 882 pacientes sans (verdadeiros negativos).
Resumo final:
Proba serolóxica:
Verdadeiros positivos: 90 pacientes
Verdadeiros negativos: 765 pacientes
Proba PCR:
Verdadeiros positivos: 95 pacientes
Verdadeiros negativos: 882 pacientes
Deste xeito, observamos que a proba PCR é un pouco máis precisa que a serolóxica, tanto na detección de persoas enfermas como de persoas sas.